氦质谱检漏原理
氦质谱检漏技术是以无色、无味的惰性气体氦气为示踪介质、以磁质谱分析仪为检测仪器,用于检漏的一种检测技术,它的检漏灵敏度可达10-14~10-15Pa?m3/s,可以准确确定漏孔位置和漏率。氦质谱检漏仪主要由质谱室、真空系统组件和电子学控制元件三大部分组成。质谱室接在分子泵的高真空端,入口接在分子泵和机械泵之间,利用分子泵对不同气体具有不同压缩比的特点,氦气逆着分子泵的抽气方向进入质谱室。由于He具有无色、无臭、无活性、不可燃的特性,因此一般检漏都采用氦气(He)作为示漏气体,但也有用氢气(H)作为示漏气体的,考虑到它的化学性质及危险性,在应用中较少使用,所以实际大部分检漏使用的都是氦气。检漏仪在质谱室中将气体电离,这些离子在加速电场的作用下进入磁场,在洛伦兹力作用下发生偏转,由于不同荷质比的离子具有不同的电磁学特性,偏转半径各不相同,在挡板的作用下,氦检漏仪的收集板只允许带正电的氦离子被接收到,单位时间到达收集板的氦离子对应于一个电流信号,这个电流信号正比于进入到达收集板氦离子的数量,电流信号经过放大后显示在质谱仪的显示面板上,其大小反映了泄漏点的漏率,通过泄漏率大小来确定该位置泄漏程度的大小。
氦质谱检漏仪的示踪气体选用氦气,是因为氦气具有以下优良特性:
①氦气在空气中的含量少,体积含量为5.24×10-6,如果氦气在环境中的含量超过标准,可以比较容易地探测到极微量的氦气;
②氦分子小、质量轻、易扩散、易穿越漏孔、易于检测也易于清除;
③氦离子荷质比小,易于进行质谱分析;
④氦气是惰性气体,化学性质稳定,不会腐蚀和损伤任何设备;
⑤氦气无毒,不凝结,极难容于水。
今天科仪小编和大家分享的是氦质谱检漏的工作原理,希望对您有所帮助!
氦质谱检漏仪的结构和工作原理
氦质谱检漏仪是180°磁偏转型的质谱分析计,其基本原理是根据离子在磁场中运动时,不同质荷比的离子具有不同的偏转半径来实现不同种类离子的分离。检漏仪主要由质谱室、真空系统及电气控制部分组成。检漏工作时先打开抽空阀前级泵对检漏接口抽真空,当真空度P1 优于200 Pa 时,打开入口阀1、2,关闭抽空阀,氦气将逆着分子泵的抽气方向进入质谱室中被检测出来,此时检漏仪的较小可检漏率为10- 10 Pa·m3/s。氦质谱检漏仪热管检漏热管热管(HeatPipe)是利用热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。前级泵继续对检漏接口抽真空,当P1降至20 Pa 时,入口阀2 关闭,入口阀3 打开,分子泵的高抽速用于抽空试件,检漏仪的反应时间缩短,此时检漏仪的较小可检漏率为10- 12 Pa·m3/s。
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检漏仪使用中注意事项
检漏仪在使用过程中需特别注意以下几点:
①使用的电源电压要在额定的电压范围之内,电压过低仪器启动困难,且性能不稳定,电压过高会烧坏电源,严重时还会烧毁母板的电路板和分子泵,应连接稳压电源(UPS)。
②仪器在运行过程中不能移动。涡轮分子泵处于高速运转中,若搬动检漏仪,容易使分子泵内的叶片与转子的筒体相碰撞。
③检漏仪应按照说明书的要求定期进行保养,保养的项目有更换机械泵油、更换过滤网、更换过滤器。
本文介绍了5 种检漏仪常见故障的分析与处理方法,其中仪器内部存在泄漏环节是一个易被忽视却又易产生故障的环节,当检漏部位的复检结果不一致时,就需检测仪器内部是否有漏。检漏仪内部结构紧凑,定位难度大,本文采用切断分子泵风扇电源和使用小流量喷枪的方式,提高了密封部位定位的能力。检漏仪是检漏工作的核心部件,在使用过程中应严格按照说明书的操作要求进行使用。氦质谱检漏仪主要特点:前级泵配备抽速高达15m3/h旋片泵,对氦气抽速可达2。文中以上出现的故障、现象的处理方式是本单位在多年使用过程中的一个总结和归纳。对检漏工作者具有一定的参考价值。
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